(57)【要約】      （修正有）【課題】通信デバイスの小型化、コストおよび電力消費を削減できる自動車用通信システムを提供する。【解決手段】自動車用通信システムは、複数の通信デバイス３２およびプロセッサ４０を含む。通信デバイスは、車両にインストールされ、ポイント・ツー・ポイントイーサネットリンク３６を通じて互いに通信する。各イーサネットリンクにおいて、第１通信デバイスは、クロック信号を設定するリンクマスタとして動作し、第２通信デバイスは、第１通信デバイスのクロック信号に同期するスレーブとして動作する。通信デバイスは、センサからデータを受信し、リンクを通じてデータを送信する。プロセッサは、リンクを通じて通信デバイスからデータを受信し、各リンクマスタによって、各リンク固有のクロック信号同期に基づいて、複数のセンサからのデータを共通のタイムベースに同期し、データを処理する。【選択図】図１
0003227680.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自動車用通信システムであって、
車両に設置されポイント・ツー・ポイントの複数のイーサネットリンクを通じて互いに通信するように構成された複数の通信デバイスであって、複数のイーサネットリンクの内のリンクのそれぞれにおいて、それぞれの第１通信デバイスは、前記リンクのためのクロック信号を設定するように構成されたリンクマスタとして動作し、それぞれの第２通信デバイスは、前記第１通信デバイスによって設定された前記クロック信号に同期するように構成されたスレーブとして動作し、前記通信デバイスは、複数のセンサからデータを受信し前記複数のイーサネットリンクを通じて前記データを送信するように構成された、複数の通信デバイスと、
前記通信デバイスから前記複数のイーサネットリンクを通じて前記データを受信し、それぞれのリンクマスタによってそれぞれの前記リンクで実現されたリンク固有のクロック信号同期に基づいて、前記複数のセンサから生じた前記データを共通のタイムベースに同期させ、同期された前記データを処理するように構成されたプロセッサと
を備える
自動車用通信システム。
【請求項２】
リンクのそれぞれにおいて、前記リンクマスタのそれぞれおよび前記スレーブのそれぞれは、マスタからスレーブへの送信期間中およびスレーブからマスタへの送信期間中の両方において、前記リンクマスタの前記クロック信号に対する同期を維持しながら、前記マスタからスレーブへの送信期間および前記スレーブからマスタへの送信期間を備える時間分割多重（ＴＤＭ）プロトコルの前記リンクを通じて通信するように構成される、
請求項１に記載の自動車用通信システム。
【請求項３】
リンクのそれぞれにおいて、前記スレーブのそれぞれは、
前記マスタからスレーブへの送信期間中、前記リンクマスタの前記クロック信号で前記スレーブの局所発振器をロックし、
前記スレーブからマスタへの送信期間中、前記マスタからスレーブへの送信期間中に前記リンクマスタの前記クロック信号でロックされた前記局所発振器を用いて、データを送信するように構成される、
請求項２に記載の自動車用通信システム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記複数のセンサから生じ、前記複数のイーサネットリンクを通じて受信され、前記共通のタイムベースに同期された前記データから３次元画像を構築するように構成される、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車用通信システム。
【請求項５】
前記プロセッサは、少なくとも２つのセンサから少なくとも２つの別個のイーサネットリンクを通じて前記データを受信するように構成される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動車用通信システム。
【請求項６】
前記複数のセンサは、シーンの画像を取得するように構成される画像センサを含み、前記プロセッサは、前記画像から前記シーンの少なくとも一部分の３次元モデルを構築するように構成される、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車用通信システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］  この出願は、２０１９年３月１１日に出願された米国仮出願６２／８１６，７６５の利益を請求し、これによる開示は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般に通信システムに関し、特に、全二重通信およびイーサネット（登録商標）リンクを用いたネットワーク同期に関する。
【背景技術】
【０００３】
自動車用の車載通信システム、特定の産業用通信システム、およびスマートホームシステムなどの様々なアプリケーションでは、比較的短い距離で高いデータレートで通信する必要がある。そのようなアプリケーションのために、いくつかのタイプのプロトコルおよび通信媒体が提案されている。例えば、ツイストペア銅線媒体を通じたイーサネット通信は、「ＩＥＥＥ８０２．３ｂｗ−２０１５−ＩＥＥＥ規格、イーサネット修正１について、：単一バランスツイストペアケーブル（１００ＢＡＳＥ−Ｔ１）を介した１００Ｍｂ／ｓ動作のための物理層仕様書および管理パラメータ」、２０１５年３月に規定されている。
【０００４】
上記の説明は、この分野の関連技術についての一般的な概要として示されており、含まれる情報のいずれかが本出願に対する先行技術を構成することを認めるものと解釈されるべきではない。
【考案の概要】
【０００５】
本明細書で説明される実施形態は、複数の通信デバイスおよびプロセッサを含む自動車用通信システムを提供する。通信デバイスは、車両にインストールされ、複数のポイント・ツー・ポイントイーサネットリンクを通じて互いに通信するように構成されている。複数のイーサネットリンクの内のリンクのそれぞれにおいて、それぞれの第１通信デバイスは、リンクのためのクロック信号を設定するように構成されたリンクマスタとして動作し、それぞれの第２通信デバイスは、第１通信デバイスによって設定されされたクロック信号に同期するように構成されたスレーブとして動作する。通信デバイスは、複数のセンサからデータを受信し、イーサネットリンクを通じてデータを送信するように構成されている。プロセッサは、通信デバイスからイーサネットリンクを通じてデータを受信し、それぞれのリンクマスタによってリンクのそれぞれで実現されたリンク固有のクロック信号同期に基づいて、複数のセンサから生じたデータを共通のタイムベースに同期し、同期されたデータを処理するように構成されている。
【０００６】
いくつかの実施形態では、リンクのそれぞれにおいて、それぞれのリンクマスタおよびそれぞれのスレーブは、マスタからスレーブへの送信期間中、およびスレーブからマスタへの送信期間中の両方において、リンクマスタのクロック信号に対する同期を維持しながら、マスタからスレーブへの送信期間およびスレーブからマスタへの送信期間を含む時間分割多重（ＴＤＭ）プロトコルにおけるリンクを通じて通信するように構成されている。
【０００７】
例示的な実施形態では、リンクのそれぞれにおいて、それぞれのスレーブは、（ｉ）マスタからスレーブへの送信期間中、リンクマスタのクロック信号でスレーブの局所発振器をロックし、（ｉｉ）スレーブからマスタへの送信期間中、マスタからスレーブへの送信期間中にリンクマスタのクロック信号でロックされた局所発振器を用いて、データを送信するように構成されている。
【０００８】
開示される実施形態では、プロセッサは、複数のセンサから生じ、複数のイーサネットリンクを通じて受信され、共通のタイムベースに同期されたデータから３次元画像を構築するように構成されている。他の実施形態では、プロセッサは、少なくとも２つのセンサから少なくとも２つの別個のイーサネットリンクを通じてデータを受信するように構成されている。さらに他の実施形態において、センサは、シーンの画像を取得するように構成された画像センサを含み、プロセッサは、画像から少なくとも一部分のシーンの３次元モデルを構築するように構成される。
【０００９】
また、本明細書で説明される実施形態によるにおいて、自動車用通信システムにおけるデータ処理のための方法が提供される。方法は、車両にインストールされた複数の通信デバイスにおける複数のセンサからデータを受信する段階を含む。データは、プロセッサへの複数のポイント・ツー・ポイントイーサネットリンクを通じた通信デバイス間で通信され、複数のイーサネットリンクの内のリンクのそれぞれにおいて、リンクのためのクロック信号を設定するリンクマスタとして動作するために、それぞれの第１通信デバイスを割り当てること、および第１通信デバイスによって設定されたクロック信号に同期するスレーブとして動作するためにそれぞれの第２通信デバイスを割り当てることを含む。プロセッサにおいて、データは、通信デバイスからイーサネットリンクを通じて受信され、複数のセンサから生じたデータは、それぞれのリンクマスタによってリンクのそれぞれで実現されたリンク固有のクロック信号同期に基づいて、共通のタイムベースに同期され、同期されたデータが処理される。
【００１０】
また、本明細書で説明された実施形態によれば、複数の通信デバイスおよびプロセッサを含む産業用通信システムが提供される。通信デバイスは、複数のポイント・ツー・ポイントイーサネットリンクを通じて互いに通信するように構成されている。複数のイーサネットリンクの内のリンクのそれぞれにおいて、それぞれの第１通信デバイスは、リンクのためのクロック信号を設定するように構成されたリンクマスタとして動作し、それぞれの第２通信デバイスは、第１通信デバイスによって設定されたクロック信号に同期するように構成されたスレーブとして動作する。通信デバイスは、複数のセンサからデータを受信し、イーサネットリンクを通じてデータを送信するように構成されている。プロセッサは、通信デバイスからイーサネットリンクを通じてデータを受信し、それぞれのリンクマスタリンクのそれぞれで実現されたリンク固有のクロック信号同期に基づいて、複数のセンサから生じたデータを共通のタイムベースに同期し、同期されたデータを処理するを処理するように構成されている。
【００１１】
本明細書で説明された実施形態によれば、産業用通信システムにおけるデータ処理のための方法が更に提供される。方法は、複数の通信デバイスにおける複数のセンサからデータを受信する段階を含む。データは、プロセッサへの複数のポイント・ツー・ポイントイーサネットリンクを通じた通信デバイス間で通信され、複数のイーサネットリンクの内のリンクのそれぞれにおいて、リンクのためのクロック信号を設定するリンクマスタとして動作するために、それぞれの第１通信デバイスを割り当てること、および第１通信デバイスによって設定されたクロック信号に同期するスレーブとして動作するためにそれぞれの第２通信デバイスを割り当てることを含む。プロセッサにおいて、データは、通信デバイスイーサネットリンクを通じて受信され、複数のセンサから生じたデータは、それぞれのリンクマスタによってリンクのそれぞれで実現されたリンク固有のクロック信号同期に基づいて、共通のタイムベースに同期され、同期されたデータが処理される。
【００１２】
本開示は、図面と照らし合わせると、本開示の実施形態に関する以下の詳細な説明から、より十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本明細書で説明される実施形態に係る自動車用通信システムを概略的に示すブロック図である。
【００１４】
【図２】本明細書で説明される実施形態に係る図１のシステムのイーサネットリンクを通じた時間分割多重（ＴＤＭ）通信のための方法を概略的に示すフローチャートである。
【００１５】
【図３】本明細書で説明される実施形態によればに係る図１のシステムの自動車用センサ画像から３次元モデルを生成するための方法を概略的に示すフローチャートである。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
本明細書で説明される実施形態では、イーサネットリンクを通じた通信のための改善された方法およびシステムを提供する。本明細書で説明される実施形態は、自動車用途、例えば、車両内のセンサからデータを収集するシステムに関連して説明される。ただし、このように選択したのは、明確にすることのみを目的としている。開示された技術は、他の用途、例えば、産業用ネットワークおよび／またはスマートホームネットワークにも等しく適用可能である。
【００１７】
いくつかの実施形態では、自動車用通信システムは、「ＰＨＹデバイス」とも呼ばれる複数の通信デバイスを含む。通信デバイスは、車両に設置され、複数のポイント・ツー・ポイントイーサネットリンク、例えば、ツイストペアリンクを通じて互いに通信するように構成される。少なくともいくつかの通信デバイスは、例えば、カメラ、レーダセンサなど、車両に固定されたセンサと接続される。イーサネットリンクを通じて通信することで、通信デバイスは、センサによって収集されたデータをセントラルプロセッサに転送し、プロセッサから制御情報をセンサに転送する。
【００１８】
しかしながら、従来型のイーサネット動作とは異なり、開示される実施形態では、イーサネットリンクによって接続された通信デバイスのそれぞれのペアは、時間分割多重（ＴＤＭ）プロトコルで互い通信する。
【００１９】
実施形態では、複数のイーサネットリンクの内のリンクのそれぞれにおいて、一方の通信デバイスはリンクマスタとして動作し、他方の通信デバイスはスレーブとして動作する。リンクマスタは、（ｉ）リンクのためのクロック信号、および（ｉｉ）リンクを通じたＴＤＭプロトコルでのマスタからスレーブへの送信期間およびスレーブからマスタへの送信期間のタイミングを設定するように構成される。スレーブは、リンクマスタによって設定されたクロック信号およびＴＤＭタイミングに同期するように構成されている。いくつかの実施形態では、マスタからスレーブへの送信期間、およびスレーブからマスタへの送信期間の設定において、リンクマスタは、マスタからスレーブへのリンク方向およびスレーブからマスタへのリンク方向の間の調整可能なデューティサイクルもまた設定する。
【００２０】
開示されたＴＤＭ動作は、イーサネットリンクを通じて瞬間データレートを増加させるが、送信が任意の所定の時点で一方向であるため、通信デバイスの大幅な簡略化が図れる。例えば、ツイストペアリンクを通じた従来型の全二重動作は、イーサネットＰＨＹデバイスにおいて、ハイブリッド混合器および複雑なエコーキャンセル回路の使用を必要とする。開示されたＴＤＭ動作は、これらの要素の必要性を除去し、それによって、通信デバイスの小型化、コストおよび電力消費を削減する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、セントラルプロセッサは、複数のセンサによって生成され、複数のイーサネットリンクを通じて複数の通信デバイスによって転送されるデータを受信する。プロセッサは、それぞれのリンクマスタによってリンクに設定されたリンク固有同期に基づいて、様々なセンサから生じたデータを共通のタイムベースに同期し、同期されたデータを処理するように構成される。
【００２２】
例示的な１つの実施形態において、センサは、車両の付近におけるシーンの２次元（２−Ｄ）画像を取得する、例えば、ビデオカメラなどの画像センサを含む。複数の画像センサからの画像を共通のタイムベースに同期することによって、プロセッサは、少なくとも一部分のシーンの３次元（３−Ｄ）画像または３次元モデルを生成することができる。この種の３次元イメージングまたは３次元モデリングは、すぐ近くの物体までの距離のような価値のある情報を提供する。
【００２３】
図１は、本明細書で説明される実施形態に係る自動車用通信システム２０を概略的に示すブロック図である。システム２０は、車両２４に設置され、複数のセンサ２８、ポイント・ツー・ポイントイーサネットリンク３６を通じて通信する複数の通信デバイス３２、セントラルプロセッサ４０を備える。 
【００２４】
様々な実施形態において、センサ２８は、任意の適切なタイプのセンサを含んでもよい。センサのいくつかの非限定的な例は、ビデオカメラ、速度センサ、加速度計、オーディオセンサ、赤外線センサ、レーダセンサ、ライダーセンサ、超音波センサ、レンジファインダまたは他の近接センサなどを含む。
【００２５】
通信デバイス３２は通常、上で挙げられた、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｗ−２０１５などの１または複数のＩＥＥＥ８０２．３イーサネット規格に従って少なくとも部分的に動作する。本明細書で説明される技術は、主に、物理層に関連するので、通信デバイス３２は、本明細書ではＰＨＹデバイスとも呼ばれる。しかし、いくつかの実施形態では、通信デバイス３２は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）機能も実行する。
【００２６】
適用可能なイーサネット規格に応じて、リンク３６は、任意の適切な物理媒体を含んでもよい。本明細書で説明される実施形態では、必ずしもそうではないが、それぞれのリンク３６は、単一のペアの有線、すなわち、単一のツイストペアリンクを備える。代替的な実施形態において、リンク３６は、必ずしもイーサネット対応ではない、単一エンドの有線リンクを備えてもよい。
【００２７】
図に示されるように、それぞれのリンク３６は、２台の通信デバイス３２間のポイント・ツー・ポイント通信のために使用される。通信デバイス３２およびリンク３６は、プロセッサ４０と通信するために適切なトポロジーで接続されている。図１の例では、リンク３６の内の２つ（図の上部）がバックツーバックで接続され、この場合、センサ２８からのデータは、プロセッサ４０に到達するまで２つのリンク３６を通過する。バックツーバックの構成は、例えば、２つのリンク３６が車両２４の２つの別個の部分に固定されている場合、有効である。第３リンク３６（図の下部）は、センサ２８に対応する通信デバイスを、プロセッサ４０に対応する通信デバイスに直接接続する。様々な実施形態において、１または複数の通信デバイス３２は、センサ２８に接続されてもよく、１または複数の他の通信デバイス３２はセンサに接続されなくてもよい。本実施例では、プロセッサ４０は、専用の通信デバイス３２に接続される。他の実施形態において、同一の通信デバイス３２が、プロセッサ４０およびセンサ２８の両方に対応してもよい。同様に、通信デバイスは、より多くの単一センサ２８に対応してもよい。さらに代替的に、任意の他の適切な相互接続トポロジーは、通信デバイス３２およびイーサネットリンク３６を使用して、センサ２８およびプロセッサ４０を接続するために使用されてもよい。
【００２８】
図１の左下の挿入図は、イーサネットリンク３６を通じて通信する２台の通信デバイス３２の例を示す。いくつかの実施形態では、それぞれのリンク３６を通じて通信する通信デバイス３２の任意のペアにおいて、通信デバイスのうちの１つは、リンクマスタとして動作し、残りは、スレーブとして動作する。本実施例では、リンクマスタは符号３２Ａで示され、スレーブは符号３２Ｂで示されている。
【００２９】
所与のリンク３６上で、マスタおよびスレーブは、時間分割多重（ＴＤＭ）プロトコルに従って通信し、これは、２つの期間が交互になった、マスタからスレーブへの送信期間およびスレーブからマスタへの送信期間を含む。マスタからスレーブへの送信期間中、マスタはリンク３６を通じてデータを送信し、スレーブがデータを受信する。スレーブからマスタへの送信期間中、スレーブはリンク３６を通じてデータを送信し、マスタがデータを受信する。
【００３０】
ＴＤＭは、任意の所定の時点で一方の通信デバイスのみが送信することを意味するので、瞬間データレートが増大されなければならない。例えば、一方向あたり２５Ｇｂｐｓのスループットに対応するために、リンク３６を通じた瞬間データレート（バンド幅）は、少なくとも５０Ｇｂｐｓ（およびオーバーヘッドを考慮して、典型的にわずかに高く、例えば、５２Ｇｂｐｓ）にすべきである。
【００３１】
例示的な実施形態において、全体ＴＤＭ期間（すなわち、１つのマスタからスレーブへの送信期間と１つのスレーブからマスタへの送信期間との和）は、約１秒である。代替的に、任意の他の適切な期間が用いられてもよい。
【００３２】
例示的な実施形態において、ＴＤＭデューティーサイクルは、（マスタからスレーブへの送信期間の時間の長さとスレーブからマスタへの送信期間の時間の長さとの間の比率）は、０．５である（すなわち、５０％／５０％）。他の実施形態において、例えば０．９（９０％／１０％）または０．１（１０％／９０％）のような任意の他の適切なデューティーサイクルを用いてもよい。いくつかの実施形態において、ＴＤＭデューティーサイクルは設定変更可能であり、リンクマスタによって設定される。ＴＤＭデューティーサイクルは、異なるリンク３６に対して異なる値に設定することができる（すなわち、異なるマスタースレーブペア）。
【００３３】
図１の右側の挿入図は、実施形態において、通信デバイス３２の内部構造を示す。通信デバイス３２は、センサ２８へ（例えば、センサによって取得されたデータを受信するため、およびセンサへ制御情報を送信するため）、およびイーサネットリンク３６へ（例えば、センサから受信したデータを送信するため、およびセンサ用制御情報を受信するため）の接続のための適したインターフェースを備える。
【００３４】
実施形態において、通信デバイス３２は、通信デバイスの様々な送信タスクを実行する送信ＰＨＹ（ＴＸ  ＰＨＹ）回路４２、通信デバイスの様々な受信タスクを実行する受信ＰＨＹ（ＲＸ  ＰＨＹ）回路４４、通信デバイスを管理するコントローラ４６、およびクロック回路４８を備える。実施形態において、クロック回路４８は、クロック発振器および位相ロックループ（ＰＬＬ）を含む。
【００３５】
本実施形態において、通信デバイス３２は、リンクマスタとして、またはスレーブとして、動作するように設定変更可能である。それぞれのリンク３６において、一方の通信デバイスは、リンクマスタとして動作するために事前に構成され、他方の通信デバイスは、スレーブとして動作するために事前に構成されるという仮定がある。この構成は、例えば、プロセッサ４０によってシステム初期化時に実行できる。
【００３６】
コントローラ４６およびクロック回路４８は、通信デバイスがリンクマスタとして、またはスレーブとして動作するかどうかに応じて、異なって動作する。リンクマスタとして動作する通信デバイス３２において、コントローラ４６は、典型的に、リンクのために、クロック信号およびＴＤＭプロトコルを設定する。例えば、この設定は、ＴＤＭデューティーサイクル、ならびに、マスタからスレーブへの送信期間、およびスレーブからマスタへの送信期間の開始／終了時間を備える。リンクマスタとして動作する場合、クロック回路４８内のクロック発振器は、リンクのためのクロック信号を生成する。
【００３７】
スレーブとして動作する通信デバイス３２において、通信デバイスは、典型的、クロック信号、およびリンクマスタによって設定されたＴＤＭプロトコルを追跡して同期する。スレーブにおいて、ＲＸ  ＰＨＹ４４は、リンクマスタによって送信された信号を受信し、受信された信号クロック信号を抽出する。クロック回路４８内のＰＬＬは、抽出されたクロック信号をロックし、それによって、リンクマスタのクロック信号に、スレーブの局所クロック発振器を同期する。さらに、コントローラ４６は、受信された信号ＴＤＭタイミング、例えば、マスタからスレーブへの送信期間、およびにスレーブからマスタへの送信期間の開始および終了時間に同期する。リンクマスタとスレーブとの間のクロックおよび／またはタイミング同期は、それぞれのリンク３６に対して固有であるので、本明細書で「リンク固有の同期」と呼ばれ、通常、それぞれのマスタ−スレーブペアによって、別個に実行される。
【００３８】
図１に示されている通信デバイス３２の内部構造のようなシステム２０およびその要素の構成は、明確にすることのみを目的として示された構成例である。代替的な実施形態において、任意の他の適切な構成を用いることができる。開示された技術の理解のために必須ではない要素は、明確にすることのみを目的として図から省略されている。 
【００３９】
プロセッサ４０および通信デバイス３２のようなシステム２０およびその様々なコンポーネントの異なる要素は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）において、ハードワイヤまたはプログラマブルロジックを使用するなど、専用のハードウェアまたはファームウェアを使用して実施されてもよい。追加的にまたは代替的に、いくつかの機能、例えば、プロセッサ４０および／またはコントローラ４６の機能は、ソフトウェアで、および／またはハードウェアとソフトウェア要素の組み合わせを用いて実施されてもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態において、プロセッサ４０および／またはコントローラ４６は、本明細書で説明された機能を実行するためのソフトウェアでプログラミングされたプログラマブルプロセッサを備える。ソフトウェアは、電子形式で、ネットワークを通じて、任意のプロセッサにダウンロードされてもよく、例えば、または、代替的にまたは追加的に、磁気メモリ、光メモリ又は電子メモリのような一時的でない有形メディアに、提供され、および／または、格納されてもよい。
【００４１】
図２は、本明細書で説明される実施形態に係る上記の図１のシステム２０のポイント・ツー・ポイントイーサネットリンク３６の例を通じた時間分割多重（ＴＤＭ）通信のための方法を概略的に示すフローチャートである。図に示されるように、リンクの動作は、トレーニング段階とみなされ、その後、マスタからスレーブへの送信期間およびスレーブからマスタへの送信期間の交互シーケンスが続く。
【００４２】
この方法は、トレーニング送信動作５０において、スレーブとして動作する通信デバイス３２に、リンク３６を通じて、トレーニングシーケンスを送信するリンクマスタとして動作する通信デバイス３２で始まる。トレーニングシーケンスの一部として、または、別個のシグナリングとして、マスタは、ＴＤＭタイミング、例えば、マスタからスレーブへの送信期間およびスレーブからマスタへの送信期間の時間の長さおよび開始／終了時間などを、スレーブを通知する。ＴＤＭタイミングは、ＴＸ／ＲＸパターンとも呼ばれる。トレーニング受信動作５４において、スレーブは、マスタからトレーニングシーケンスを受信し、ＰＬＬをロックすることによって、マスタのクロック信号を取得し、マスタによって設定されたＴＤＭタイミング（ＴＸ／ＲＸパターン）に同期する。この段階において、初期同期が確立され、マスタおよびスレーブは、通常の双方向通信を開始する準備ができている。
【００４３】
マスタ通信操作５８において、マスタからスレーブへの送信期間中、マスタは、スレーブにデータを送信する。スレーブ受信動作６２において、スレーブは、マスタのクロック信号にロックされたそのＰＬＬを保持し、マスタから送信されたデータを受信する。マスタからスレーブへの送信期間の終わりにおいて、スレーブの局所クロック発振器は、マスタのクロック信号のクロック周波数にロックされる。
【００４４】
この段階において、ＴＤＭプロトコルに従って、マスタおよびスレーブのコントローラ４６は、マスタからスレーブへの送信からスレーブからマスタへの送信へ切り替わる。
【００４５】
ホールドオーバー動作６６において、スレーブは、ホールドオーバーモードで動作を開始する。このモードにおいて、スレーブは、その局所クロック発振器からクロック信号を生成するが、受信された信号にロックされないフリーランニング方式である。スレーブ送信動作７０において、スレーブはマスタにデータを送信する。この送信において（およびスレーブからマスタへの送信期間の全時間の長さにおいて）、スレーブは、先行するマスタからスレーブへの送信期間中のマスタのクロック信号にロックされるその局所クロック発振器の正確さに依存する。
【００４６】
スレーブからマスタへの送信期間の終わりにおいて、マスタおよびスレーブのコントローラ４６は、スレーブからマスタへの送信からマスタからスレーブへの送信へ切り替わる。その後、方法は、上記のマスタ通信操作５８にループバックする。
【００４７】
時間同期に関して、これまでの説明は、主に、リンク固有の同期、すなわち、特定のイーサネットリンク３６を通じたマスタとスレーブとの間の同期に言及する。いくつかの実施形態において、システム２０のセントラルプロセッサ４０は、様々なセンサ２８から様々なイーサネットリンク３６を通じて受信したデータを、共通のタイムベースに同期するように構成される。セントラルプロセッサ４０は、それぞれのリンクマスタによって様々なリンク３６で設定されたリンク固有同期に基づいて、このグローバル同期を実行する。
【００４８】
異なるセンサのデータを共通のタイムベースに同期させることは、自動車用環境の様々な使用の場合に重要である。例示的な１つの実施形態において、２以上のセンサ２８は、画像センサ、例えば、車両２４の付近のシーンの２次元画像を取得するビデオカメラを含む。プロセッサ４０は、画像センサから提供された２次元画像からシーンの少なくとも一部分の３次元画像または３次元モデルを構築するように構成されている。３次元モデルまたは３次元画像を構築するために、異なる画像センサからの画像の取得時間を、共通のタイムベースに同期させる必要がある。
【００４９】
図３は、本明細書で説明される実施形態によるシステム２０の画像センサによって取得された画像から３次元モデルを生成する方法を概略的に示すフローチャートである。方法は、取得動作８０において、センサ２８（本実施例では画像センサ）が２次元画像を取得することから始まる。センサ送信動作８４において、センサ２８は、通信デバイス３２に画像を送信する。 
【００５０】
通信動作８８において、通信デバイス３２は、イーサネットリンク３６を通じて画像を送信し、最終的にセントラルプロセッサ４０に到達する。リンク３６を通じた通信は、ＴＤＭを用いて実行され、それぞれのリンクのスレーブは、上で説明したように、それぞれのリンクマスタに同期される。
【００５１】
グローバル同期動作９２において、プロセッサ４０は、様々な画像センサ２８によって取得された画像を、様々なリンク３６のリンク固有同期に基づいて、共通のタイムベースに同期させる。モデル構築動作９６において、プロセッサ４０は、車両２４の付近の少なくとも一部分の３次元モデルを構築するために、グローバル同期画像を使用する。
【００５２】
図２および図３の方法のフローは、明確にすることのみを目的として示されたフローの例である。代替的な実施形態では、任意の他の適切なフローが使用できる。例えば、代替的な実施形態において、プロセッサ４０は、必ずしも画像ではなく、他のタイプのセンサからデータを融合することによって、車両２４の付近の３次元モデルまたは３次元画像を構築するように構成されている。そのようなセンサは、例えば、近接センサ、レーダセンサ、またはライダーセンサ、または複数のタイプのセンサの混合を含んでもよい。そのような実施形態でも、様々なセンサによって取得されたデータを共通のタイムベースに同期させることは重要である。
【００５３】
本明細書で説明する実施形態は、主にに、自動車用ネットワーク通信システムに対処するが、本明細書で説明する方法およびシステムは、センサからデータを収集するため、および／または、産業環境の様々なデバイスを制御するためにイーサネットリンクを使用する産業ネットワーク通信システムにおいて、ならびに、ホームセンサおよび電化製品からデータを収集し制御するスマートホームシステムにおいてなど、他の用途でもまた使用することができる。
【００５４】
上記で説明された実施形態は例として挙げられていること、また本考案は上記において具体的に示され説明されたものに限定されないことに留意されたいむしろ、本考案の範囲は、上記において説明された様々な特徴の組み合わせ及びサブコンビネーションの両方、並びに前述の説明を読むと当業者が思いつく、先行技術に開示されていない、これらの変形例及び修正例を含む。参照により本出願に組み込まれる文書は、本願の不可欠な部分とみなされることになる。ただし、本明細書において明示的又は暗示的になされた定義と矛盾する形で、任意の用語がこれらの組み込まれた文書に定義されている限りにおいては、本明細書に含まれる定義だけが考慮されるべきである。
【図１】
0003227680.tif 000003
【図２】
0003227680.tif 000004
【図３】
0003227680.tif 000005